双相钢配件焊缝中铁素体体积分数的测量

为什么铁素体平衡在双相钢配件中很重要

双相奥氏体/铁素体不锈钢因其强度和耐腐蚀性的结合而被选用。在锻轧产品和焊接件中，奥氏体-铁素体平衡是材料是否经过适当加工和焊接的关键指标。对于采购双相钢管道配件的EPC买家，问题通常被表述为“铁素体分数是多少？”但该分数如何测量，以及结果实际上证明了什么，取决于测试方法和背后的规范。

两个ASTM标准经常被引用：ASTM E562和ASTM A923。它们有时会被混淆，因为两者都与双相不锈钢的微观结构有关。然而，它们回答了不同的冶金问题，不能互换。

ASTM E562：系统手动点计数

ASTM E562是一种通过系统手动点计数确定体积分数的标准测试方法。它基于体视学原理，即一个规则排列的点阵，当系统地放置在微观结构二维截面的图像上时，可以提供对可识别组分或相体积分数的无偏统计估计。该标准要求在不同视场上进行代表性数量的放置。

在双相钢配件焊缝中，E562用于估计微观结构中铁素体的体积分数。金相师制备一个平坦、抛光和蚀刻的截面，放置网格，并计算落在铁素体上的点数。结果是一个体积分数，通常以百分比表示。

买家需要关注的关键点：

• E562是手动点计数程序。自动图像分析在ASTM E1245中单独描述。
• 该方法可应用于任何在二维截面上清晰可辨的相。
• 该标准本身不设定可接受的铁素体范围。该范围来自材料规范、焊接工艺规程（WPS）或项目规范。

ASTM A923：检测有害金属间相

ASTM A923不是铁素体计数方法。它是一组用于检测双相奥氏体/铁素体不锈钢中有害金属间相的方法，这些相的存在会显著影响韧性和耐腐蚀性。

该标准包括三种测试方法：

• 测试方法A：氢氧化钠蚀刻试验，用于蚀刻结构的分类。
• 测试方法B：夏比冲击试验，用于结构的分类。
• 测试方法C：氯化铁腐蚀试验，用于结构的分类。

当双相不锈钢暴露在大约600°F至1750°F（320°C至955°C）的温度范围内时，可能会出现金属间相。析出速度取决于成分和热或热机械历史。正确的热处理可以消除这些相；从固溶退火快速冷却可提供对后续热暴露的最大抵抗力。

关键的是，符合适用产品规范的化学和机械要求并不一定表明不存在有害相。这意味着PQR或MTR可以显示可接受的拉伸值，而金属间相仍然存在。

不同的问题，不同的测试方法

已验证的区别再怎么强调也不为过：铁素体分数测量和有害金属间相检测回答的是不同的冶金问题。

铁素体体积分数是微观结构平衡的指标。它可用于评定焊接工艺或验证母材状态，但不能直接告诉你西格玛相、chi相或其他金属间相是否已经形成。

ASTM A923测试旨在检测已经降低韧性或耐腐蚀性的金属间相的存在。A923不测量铁素体分数。

买家绝不应将A923结果用作铁素体分数值，也不应使用E562点计数作为不存在金属间相的证据。

买家必须在规范中验证的内容

铁素体分数的验收范围必须来自管理规范。这可能是：

• 配件材料的ASTM产品标准（例如，A790/A790M涵盖无缝和焊接铁素体/奥氏体不锈钢管，而A928/A928M涵盖电熔焊管；配件可能引用相应的标准）。
• 焊接工艺规程或工艺评定记录。
• 项目规范或客户技术要求。

不要假设磁性测得的通用“铁素体数”等同于金相体积分数。铁素体数、通过磁性方法测量的铁素体含量以及通过点计数确定的体积分数之间的关系不是直接的。必须针对每种材料和工艺进行验证。

双相钢配件订单的采购检查

当您请求双相钢配件报价时，请在您的RFQ中添加以下问题：

1. 适用哪个铁素体验收标准？要求制造商说明所需的铁素体体积分数或铁素体数，以及管理标准。
2. 将使用哪种测试方法？如果要求是金相体积分数，请确认引用了ASTM E562，并且实验室具有双相不锈钢的经验。
3. 如何排除有害金属间相？询问是否将对代表性样品进行ASTM A923测试，以及指定了哪种测试方法（A、B或C）。
4. 取样位置是什么？金属间相可能存在于厚截面或焊接热影响区。取样必须代表关键位置。
5. 测试结果是否有完整的文档包支持？要求提供测试报告、方法参考以及计数视场数或测试的试样数。

检验和文档要点

• 确认制造商的质保计划包括化学和机械测试，并且当项目规范要求时，A923被明确列出。
• 检查测试报告的标准名称和版本。一份说“根据ASTM E562进行铁素体测试”的报告应显示网格尺寸、视场数以及计算出的体积分数和统计不确定性。
• 如果配件是焊接的，要求提供焊接工艺评定记录的副本。
• 如果涉及第三方检验，请指定检验员在放行前验证测试方法和验收标准。
• 除非项目规范明确允许，否则不要接受磁性仪器测得的铁素体数作为ASTM E562的替代品。

铁素体和金属间相测试中的常见风险

• 指定错误的测试：当实际需要是铁素体分数验证时，要求A923可能会延误生产并增加成本。
• 将磁性读数等同于体积分数：磁性铁素体数受奥氏体晶粒尺寸、取向和其他因素的影响；它不是点计数的直接替代品。
• 忽视焊接的影响：不正确的热输入或道间温度可能会改变铁素体平衡或促进金属间相析出。验证双相钢配件的WPS。
• 仅依赖材料证书：正如A923所述，符合化学和机械要求并不一定表明不存在有害相。
• 验收标准不明确：如果买方未指定范围，制造商可能会使用自己的内部标准，这可能与您的项目要求不符。

如何推进

双相钢配件采购应从清晰的书面规范开始。在请求报价之前，定义铁素体要求、测试方法和金属间相检测方法。如果您的项目规范说“根据ASTM E562测定铁素体含量”或“根据ASTM A923测定金属间相”，请确保制造商理解适用哪个标准以及生效的验收限值。

如需全系列双相钢和其他不锈钢配件，请查看我们的/en/products产品线。当您准备好发送RFQ时，请包含项目规范中的确切测试条款和验收标准；我们的/en/inquiry页面允许您直接附加这些文件。

来源

• https://store.astm.org/e0562-19e01.html
• https://store.astm.org/a0923-25.html